Multiscale Modeling in Biomechanics and Mechanobiology

این کتاب با ارائه نمای کلی پیشرفته از مدل‌های نظری و محاسباتی که پدیده‌های بیومکانیکی مشخصه را به هم مرتبط می‌کند، دستورالعمل‌ها و مثال‌هایی را برای ایجاد مدل‌های چند مقیاسی در سیستم‌ها و ارگانیسم‌های نماینده ارائه می‌دهد. این کتاب درک و شهود خواننده را از پدیده های چند مقیاسی در بیومکانیک و مکانیک شناسی توسعه می دهد و یک چارچوب ریاضی و تکنیک های محاسباتی را که برای ایجاد مدل های چند مقیاسی پیش بینی کننده مهم هستند، معرفی می کند.

بیومکانیک شامل مطالعه برهمکنش نیروهای فیزیکی با بیولوژیک است. سیستم ها در تمام مقیاس ها - از جمله مقیاس های مولکولی، سلولی، بافتی و اندامی. حوزه نوظهور مکانیک زیست شناسی بر روشی متمرکز است که سلول ها نیروهای مکانیکی را تولید می کنند و به آنها پاسخ می دهند - پل زدن علم مکانیک با رشته های ژنتیک و زیست شناسی مولکولی. پیوند مقیاس‌های مکانی و زمانی متفاوت با استفاده از تکنیک‌های محاسباتی به عنوان یک مفهوم کلیدی در بررسی برخی از مشکلات پیچیده زیربنای این رشته‌ها در حال ظهور است.

ارائه یک کتابچه راهنمای میدانی ارزشمند برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی و محققان مدل‌سازی نظری و محاسباتی در زیست‌شناسی ، این کتاب همچنین برای خوانندگان علاقه مند به مهندسی پزشکی، مکانیک کاربردی و زیست شناسی ریاضی در نظر گرفته شده است.

Presenting a state-of-the-art overview of theoretical and computational models that link characteristic biomechanical phenomena, this book provides guidelines and examples for creating multiscale models in representative systems and organisms. It develops the reader's understanding of and intuition for multiscale phenomena in biomechanics and mechanobiology, and introduces a mathematical framework and computational techniques paramount to creating predictive multiscale models.

Biomechanics involves the study of the interactions of physical forces with biological systems at all scales – including molecular, cellular, tissue and organ scales. The emerging field of mechanobiology focuses on the way that cells produce and respond to mechanical forces – bridging the science of mechanics with the disciplines of genetics and molecular biology. Linking disparate spatial and temporal scales using computational techniques is emerging as a key concept in investigating some of the complex problems underlying these disciplines.

Providing an invaluable field manual for graduate students and researchers of theoretical and computational modelling in biology, this book is also intended for readers interested in biomedical engineering, applied mechanics and mathematical biology.